Farklı Canlıların Uyaranlara Karşı Oluşturduğu Tepki Mekanizmaları
Bir bitkinin ışığa doğru yönelmesi, sıcak bir yüzeye dokunan insanın elini hızla geri çekmesi, bir köpeğin besin kokusunu aldığında tükürük salgılamaya başlaması ya da tehlike sezen bir hayvanın bulunduğu ortamdan uzaklaşması ilk bakışta birbirinden çok farklı olaylardır.
Ancak bütün bu olayların temelinde ortak bir özellik vardır:
Canlı, çevresinde meydana gelen bir değişikliği algılamış ve bu değişikliğe uygun bir tepki oluşturmuştur.
Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için yalnızca beslenmeleri, büyümeleri veya çoğalmaları yeterli değildir. Aynı zamanda çevrelerinde meydana gelen değişiklikleri fark etmeleri ve bu değişikliklere uygun cevaplar verebilmeleri gerekir.
Çünkü canlıların yaşadığı çevre sürekli değişir.
Işığın şiddeti artabilir.
Sıcaklık düşebilir.
Ortamda besin ortaya çıkabilir.
Bir avcı yaklaşabilir.
Su miktarı azalabilir.
Canlıya dokunulabilir.
Canlılar bu değişiklikleri algılayabildikleri ölçüde yaşamlarını koruyabilir ve çevre koşullarından daha iyi yararlanabilir.
Canlıda bir tepkinin ortaya çıkmasına neden olan iç veya dış çevredeki değişikliklere uyaran denir.
Işık,
ses,
sıcaklık,
dokunma,
basınç,
koku,
tat,
su miktarı
ve çeşitli kimyasal maddeler
canlıların karşılaşabileceği uyaranlara örnektir.
Ancak önemli olan yalnızca uyaranın varlığı değildir.
Canlının bu uyaranı algılayabilecek bir yapıya sahip olması ve aldığı bilgiyi uygun bir cevaba dönüştürebilmesi gerekir.
Farklı Canlılar Uyaranları Nasıl Algılar?
Venüs sinekkapan bitkisinin yaprakları üzerinde mekanik uyarılara duyarlı özel yapılar bulunur.
Bir böceğin bu yapılara dokunması yaprakların kısa sürede kapanmasına yol açar.
Böylece bitki böceği yakalayabilir.
Küstüm otuna dokunulduğunda ise yapraklar kapanır.
Bu hareket, bitkinin dışarıdan gelen mekanik bir uyarana verdiği tepkidir.
Her iki bitki de bulunduğu yerden başka bir yere gidemez. Buna rağmen çevredeki değişiklikleri algılayarak kendilerine özgü tepkiler oluşturabilir.
Benzer şekilde tek hücreli bir canlı olan öglena da çevresindeki değişikliklere karşı kayıtsız değildir.
Öglena fotosentez yapabilmek için ışığa ihtiyaç duyar ve ışığın bulunduğu uygun bölgelere doğru hareket edebilir.
Bu davranış, tek bir hücrenin bile çevresinden bilgi alabildiğini ve bu bilgiye göre hareketini değiştirebildiğini gösterir.
Hayvanlarda da çevresel uyaranlara karşı çok çeşitli tepkiler görülür.
Bir deve kuşunun tehlike karşısında hızla uzaklaşması,
bir köpeğin besin kokusunu aldığında sindirim sisteminin hazırlanmaya başlaması
veya elektrikli yılan balığının tehdit altında elektrik boşaltımı oluşturması
farklı tepki örnekleridir.
Baykuşların düşük ışık koşullarında avlanmasına yardımcı olan görsel özellikleri ve arıların insan gözünün algılayamadığı morötesi ışığın belirli dalga boylarını algılayabilmesi de canlıların yaşadıkları çevreye uygun algılama sistemlerine sahip olduğunu gösterir.
Farklı canlılar aynı veya farklı uyaranlara kendi yapılarına ve yaşam biçimlerine uygun tepkiler oluşturabilir.
Canlılarda Tepki Nasıl Oluşur?
Canlıların oluşturduğu tepkiler birbirinden farklı görünse de olayın temelinde ortak bir işleyiş bulunur.
Bir tepkinin ortaya çıkabilmesi için önce çevredeki değişikliğin algılanması, ardından alınan bilginin işlenmesi ve son olarak uygun bir cevabın oluşturulması gerekir.
Bu süreci üç temel aşamada düşünebiliriz:
Uyaranın alınması → Bilginin işlenmesi → Tepkinin ortaya çıkması
Bu sıralama bir insanın sıcak bir yüzeye dokunmasında da bir bitkinin ışığa doğru büyümesinde de temel olarak geçerlidir.
Fakat bu basamakları gerçekleştiren yapılar canlıdan canlıya değişir.
Buradaki temel nokta şudur:
Tepki sürecinin genel işleyişi ortak, kullanılan mekanizmalar ise farklıdır.
1. Uyaranın Alınması
Tepkinin başlayabilmesi için canlı öncelikle çevresindeki değişikliği fark etmelidir.
Işıktaki değişim,
sıcaklığın artması veya azalması,
bir kimyasal maddenin varlığı,
dokunma
ya da su miktarındaki değişiklik
canlı tarafından algılanabilir.
İnsanın sıcak bir yüzeye dokunduğunu düşünelim.
Deride sıcaklığı algılayabilen yapılar bu değişikliği fark eder.
Bitkide ise ışığın yönü, ışığa duyarlı hücresel mekanizmalar tarafından algılanabilir.
Dolayısıyla farklı canlılarda uyaranı alan yapılar aynı olmak zorunda değildir.
Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta vardır:
Her canlı çevresindeki bütün uyaranları algılayamaz.
Canlının algılayabildiği uyaranlar, sahip olduğu yapılar ve yaşam biçimiyle ilişkilidir.
İnsan gözünün algılayamadığı bazı ışık dalga boylarının arılar tarafından algılanabilmesi bunun güzel bir örneğidir.
2. Alınan Bilginin İşlenmesi
Uyaranın algılanması tek başına yeterli değildir.
Elde edilen bilginin canlı tarafından değerlendirilmesi gerekir.
İnsanda ve diğer birçok hayvanda çevreden gelen bilgilerin hızlı biçimde değerlendirilmesinde sinir sistemi önemli görev üstlenir.
Ayrıca hormonlar da organlar ve dokular arasında bilgi aktarılmasını sağlayarak tepkilerin düzenlenmesine katılır.
Bitkilerde ise hayvanlardaki gibi bir sinir sistemi bulunmaz.
Buna rağmen bitki hücreleri birbirinden bağımsız çalışmaz.
Hücreler arasında kimyasal ve elektriksel sinyaller oluşturulabilir.
Bitkisel hormonlar, hücrelerin su durumu ve turgor basıncındaki değişiklikler tepkinin düzenlenmesinde etkili olabilir.
Bu durum, canlılarda aynı biyolojik ihtiyacın farklı yapılarla karşılanabileceğini gösterir.
Bitki de hayvan da çevresinden bilgi alır ve bu bilgiye uygun cevap oluşturur; ancak bunu gerçekleştirmek için kullandıkları mekanizmalar birbirinden farklıdır.
Hayvanlarda sinir sistemi ve hormonlar önemli rol oynarken bitkilerde elektriksel sinyaller, turgor değişimleri ve bitkisel hormonlar etkili olabilir.
3. Tepkinin Ortaya Çıkması
Bilgi değerlendirildikten sonra canlıda gözlenebilen ya da ölçülebilen bir değişiklik meydana gelir.
Bu değişiklik tepkinin kendisidir.
İnsanın sıcak bir yüzeyden elini çekmesi bir hareket tepkisidir.
Köpeğin besin kokusu karşısında tükürük salgılaması salgısal ve fizyolojik bir tepkidir.
Bitkinin ışığa doğru büyümesi gelişime bağlı bir tepkidir.
Küstüm otunun yapraklarını kapatması ise hücrelerdeki su ve turgor durumunun değişmesine bağlı olarak ortaya çıkan bir hareket örneğidir.
Bu nedenle canlılarda tepki yalnızca bir yerden başka bir yere hareket etmek anlamına gelmez.
Tepki;
hareket etme,
yönelme,
büyüme yönünü değiştirme,
salgı oluşturma,
bir yapının açılıp kapanması
ve metabolik faaliyetlerin değişmesi
gibi çok farklı biçimlerde ortaya çıkabilir.
Aynı Uyaran, Farklı Tepkiler
Canlılar aynı çevrede yaşasalar bile aynı uyarana aynı şekilde cevap vermek zorunda değildir.
Çünkü her canlının;
vücut yapısı,
yaşam biçimi
ve ihtiyaçları
farklıdır.
Işık buna iyi bir örnektir.
Bir bitkinin gövdesi fotosentez için daha fazla ışığa ulaşabilmek amacıyla ışık kaynağına doğru büyüyebilir.
Öglena da fotosentez yapabileceği uygun ışıklı bölgeye doğru hareket edebilir.
İnsanda ise parlak ışık göz bebeğinin küçülmesine neden olabilir.
Bu örneklerin tümünde uyaran ışıktır ancak verilen tepkiler aynı değildir.
Buna karşılık ortak nokta, ışığın algılanması ve canlı için uygun bir cevabın oluşturulmasıdır.
Benzer bir durum dokunma uyaranında da görülür.
Küstüm otu dokunulduğunda yapraklarını kapatırken Venüs sinekkapanı benzer mekanik uyarıyı avını yakalamak amacıyla kullanır.
İnsan sıcak bir nesneye dokunduğunda ise kasların da katıldığı hızlı bir geri çekilme hareketi oluşturabilir.
Dolayısıyla:
Uyaranın türü tek başına tepkinin nasıl olacağını belirlemez. Tepkinin biçimini canlının sahip olduğu yapılar ve biyolojik ihtiyaçları da belirler.
Tepki Hızları Neden Farklıdır?
Canlıların uyaranlara verdikleri tepkilerin hızları birbirinden farklı olabilir.
Sinir sistemiyle oluşturulan bazı tepkiler çok hızlıdır.
Sıcak bir nesneye dokunan insanın elini hızla geri çekmesi buna örnektir.
Sinir hücreleri aracılığıyla taşınan bilgi kısa sürede ilgili yapılara ulaştırılabilir.
Hormonal düzenlemelerle ortaya çıkan bazı tepkiler ise daha uzun sürede belirgin hâle gelebilir.
Çünkü hormonların;
üretilmesi,
kana veya dokulara verilmesi,
hedef hücrelere ulaşması
ve hedef hücrelerde uygun cevabı oluşturması
gerekir.
Ancak bütün hormonal cevapların mutlaka yavaş olduğunu düşünmek doğru değildir.
Bazı hormonlar oldukça hızlı etkiler oluşturabilir.
Bitkinin ışığa yönelerek büyümesi ile insanın sıcak bir cisimden elini çekmesi arasındaki hız farkının önemli nedenlerinden biri kullanılan mekanizmaların farklılığıdır.
Sinir sistemi aracılığıyla oluşturulan bazı tepkiler, büyüme ve hormonal düzenlemeyle gerçekleşen birçok tepkiye göre daha kısa sürede ortaya çıkabilir.
Bir tepkinin yavaş olması onun önemsiz veya yetersiz olduğu anlamına gelmez.
Bitkinin ışığa doğru büyümesi hızlı bir hareket değildir ancak bitkinin daha fazla ışık alabilmesi ve fotosentez yapabilmesi açısından yaşamsal önem taşıyabilir.
Tepki Her Zaman Hareket midir?
Hayır.
Canlıların uyaranlara karşı oluşturduğu cevapların bazıları dışarıdan kolayca görülebilirken bazıları yalnızca fizyolojik değişiklikler şeklinde ortaya çıkar.
Örneğin;
bir hayvanın tehlikeden kaçması hareket tepkisidir,
köpeğin besin kokusu karşısında tükürük salgılaması salgısal tepkidir,
göz bebeğinin parlak ışıkta küçülmesi fizyolojik tepkidir,
bir bitkinin ışığa yönelmesi büyümeye bağlı tepkidir.
Dolayısıyla canlılarda tepki kavramı oldukça geniştir.
Önemli olan dışarıdan gözle görünür bir hareketin bulunması değil, uyarana karşı biyolojik bir cevap oluşturulmasıdır.
Uyaranlara Tepki Vermenin Canlı İçin Önemi
Uyaranlara tepki verebilme canlıların ortak özelliklerinden biridir ve yaşamın devamı açısından büyük önem taşır.
Canlılar tepki mekanizmaları sayesinde;
besine ulaşabilir,
tehlikeden uzaklaşabilir,
uygun çevre koşullarına yönelebilir,
kendilerini koruyabilir
ve
yaşamsal faaliyetlerini değişen koşullara göre düzenleyebilir.
Öglena ışıklı bölgeye yönelerek fotosentez için gerekli enerji kaynağından yararlanabilir.
Küstüm otunun yapraklarını kapatması koruyucu bir tepki oluşturabilir.
Venüs sinekkapanının mekanik uyarana cevap vererek yapraklarını kapatması besin elde etmesine yardımcı olur.
Bir hayvanın tehlikeyi algılayıp kaçması yaşamda kalma olasılığını artırabilir.
Bu nedenle tepki mekanizmalarını yalnızca:
“Uyaran geldi, canlı cevap verdi.”
şeklinde düşünmek eksik olur.
Tepkinin asıl biyolojik önemi:
canlının değişen çevrede yaşamını sürdürebilmesine katkı sağlamasıdır.
Farklı Canlılarda Ortak Bir Örüntü
Farklı canlı örneklerini birlikte değerlendirdiğimizde önemli bir ortaklık ortaya çıkar.
Venüs sinekkapanı,
küstüm otu,
öglena,
insan,
köpek
ve diğer hayvanlar
birbirinden oldukça farklı canlılardır.
Tepki oluştururken kullandıkları yapılar da aynı değildir.
Buna rağmen olayların temelinde şu ortak örüntü bulunur:
Çevrede veya canlıda bir değişiklik meydana gelir → Değişiklik algılanır → Bilgi değerlendirilir → Uygun bir tepki oluşturulur.
Canlılar arasındaki temel farklılık, bu süreci hangi yapılarla ve ne kadar hızlı gerçekleştirdikleridir.
Bitkinin sinir sistemi bulunmazken insanın gelişmiş bir sinir sistemi vardır.
Öglena tek bir hücreden oluşurken çok hücreli hayvanlarda çok sayıda özelleşmiş hücre birlikte çalışır.
Buna rağmen her biri yaşamını sürdürebilmek için çevresindeki değişiklikleri algılar ve uygun cevaplar oluşturur.
Bu durum:
uyaranlara tepki vermenin canlıların ortak özelliklerinden biri olduğunu gösterir.
Konuyu Toparlayalım
Canlıların yaşadığı çevre durağan değildir.
Işık,
sıcaklık,
su,
kimyasal maddeler,
dokunma,
ses
ve diğer birçok çevresel faktör sürekli değişebilir.
Canlılar bu değişiklikleri algılayarak kendileri için uygun tepkiler oluşturur.
Tepkinin ortaya çıkışında genel olarak üç temel aşama bulunur:
Uyaranın alınması → Bilginin işlenmesi → Tepkinin oluşturulması
Bu temel akış farklı canlılarda ortak olmakla birlikte sürecin gerçekleşmesini sağlayan yapılar farklılık gösterebilir.
Hayvanlarda sinir sistemi ve hormonlar önemli rol oynarken bitkilerde hormonlar, hücresel sinyaller ve turgor değişimleri etkili olabilir.
Aynı uyaran farklı canlılarda farklı tepkiler oluşturabilir.
Bunun nedeni canlının;
yapısal özellikleri,
yaşam biçimi,
algılama kapasitesi
ve biyolojik gereksinimleridir.
Tepkilerin hızları da kullanılan mekanizmaya göre farklılık gösterebilir.
Bazı sinirsel tepkiler çok hızlı gerçekleşirken büyüme ve hormonal düzenlemelerle ortaya çıkan bazı cevapların belirginleşmesi daha uzun sürebilir.
Sonuç olarak canlıların uyaranlara tepki vermesi;
beslenme, korunma, uygun çevre koşullarına yönelme ve yaşamın sürdürülmesi
açısından temel bir biyolojik özelliktir.
Kendini Değerlendir
-
Uyaran ve tepki kavramlarını birer örnek vererek açıklayınız.
-
Bir canlının çevresindeki bütün uyaranları algılayamamasının nedeni ne olabilir?
-
Tek hücreli bir canlı ile çok hücreli bir hayvanın uyaranlara tepki oluşturma süreçleri arasındaki temel fark nedir?
-
Bitkilerin sinir sistemi ve kasları bulunmadığı hâlde çevresel değişikliklere nasıl tepki verebildiğini açıklayınız.
-
Aynı uyaranın farklı canlılarda farklı tepkilere yol açabilmesinin nedenlerini açıklayınız.
-
Uyaranlara tepki verme yeteneğinin canlının yaşamını sürdürmesine sağladığı iki avantajı yazınız.
-
Bir tepkinin ortaya çıkışında gerçekleşen üç temel aşamayı sıralayınız.
-
İnsan ile bir bitkinin uyaranlara verdiği tepkilerin hızlarının farklı olmasının nedenini açıklayınız.
-
Tepkinin yalnızca hareket anlamına gelmediğini iki farklı örnekle gösteriniz.
-
Arıların insanın algılayamadığı bazı morötesi ışınları algılayabilmesi canlıların çevreyle ilişkisi hakkında bize ne gösterir?
-
Küstüm otu ile Venüs sinekkapanının dokunma uyaranına verdikleri cevapların ortak ve farklı yönlerini açıklayınız.
-
Sinir sistemi bulunmayan bir bitkinin çevresel değişikliklere tepki verebilmesi nasıl mümkündür?
-
Bir canlının uyaranı algılamasına rağmen uygun tepki oluşturamaması yaşamını nasıl etkileyebilir?
-
Canlılarda farklı tepki mekanizmalarının bulunmasının yaşam çeşitliliğiyle ilişkisini açıklayınız.
-
“Tepkinin biçimini yalnızca uyaran belirler.” ifadesini değerlendiriniz.
Gözlem ve Çıkarım Etkinliği
Çevrenizde gözlemleyebileceğiniz bir canlı seçiniz.
Bu canlı;
bir ev bitkisi,
sokakta yaşayan bir hayvan
veya kolaylıkla gözlenebilen başka bir canlı olabilir.
Gözleminizi şu sorular doğrultusunda değerlendiriniz:
-
Canlının karşılaştığı uyaran nedir?
-
Canlı bu uyaranı hangi yapı veya mekanizmayla algılamış olabilir?
-
Oluşturduğu tepki nedir?
-
Tepki hemen mi ortaya çıkmıştır, yoksa zaman içinde mi gerçekleşmiştir?
-
Bu tepki canlının yaşamını sürdürmesine nasıl katkı sağlamaktadır?
Bilimsel Çıkarım
Aynı ortamda bulunan bir bitki ışığa doğru büyürken bir hayvan güçlü ışıktan uzaklaşmaktadır.
Her iki olayda da uyaran ışık olmasına rağmen tepkiler farklıdır.
Bu farklılığın;
canlıların yapısal özellikleri, algılama sistemleri ve yaşam biçimleri
ile ilişkisini açıklayınız.
Ardından:
“Aynı uyaranın farklı canlılarda farklı cevaplar oluşturması, uyaran-tepki mekanizmasının canlıya özgü olduğunu gösterir.”
çıkarımını değerlendiriniz.
